JPS5982740A - 高抵抗半導体ウエハの評価方法 - Google Patents
高抵抗半導体ウエハの評価方法Info
- Publication number
- JPS5982740A JPS5982740A JP57193173A JP19317382A JPS5982740A JP S5982740 A JPS5982740 A JP S5982740A JP 57193173 A JP57193173 A JP 57193173A JP 19317382 A JP19317382 A JP 19317382A JP S5982740 A JPS5982740 A JP S5982740A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- light
- semiconductor wafer
- transparent electrode
- energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P74/00—Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高抵抗半導体ウェハの評価方法に関し、特に比
抵抗測定によるウェハ面内均一性評価の方法に関する。
抵抗測定によるウェハ面内均一性評価の方法に関する。
砒化ガリウム（Ｇａｐｓ）や燐化インジウム（ＩｎＰ）
などの高抵抗半導体ウェハは超高速集積回路（ＩＣ）や
牝、侃気■Ｃカどの実現に不可欠である。ＩＣ用には結
晶の均一性、特に不純物や格子欠陥の濃度に基づく比抵
抗の均一性は極めて重要な因子である。しかしながら、
一般に高抵抗半導体ウェノ１の評価には種々の困難が伴
ない信頼性や再現性の高い測定方法は少ない。それは、
（１）高抵抗であるが故に良好な電極が形成し難いこと
、（２）測定中に起る表面状態変化に基づくドリフ）ｋ
生じること、（３）誘導雑音を受けやすく雑音が混入し
やすいこと、（４）これらの総合的結果として微小領域
の評価が困難であること力どのためである。
などの高抵抗半導体ウェハは超高速集積回路（ＩＣ）や
牝、侃気■Ｃカどの実現に不可欠である。ＩＣ用には結
晶の均一性、特に不純物や格子欠陥の濃度に基づく比抵
抗の均一性は極めて重要な因子である。しかしながら、
一般に高抵抗半導体ウェノ１の評価には種々の困難が伴
ない信頼性や再現性の高い測定方法は少ない。それは、
（１）高抵抗であるが故に良好な電極が形成し難いこと
、（２）測定中に起る表面状態変化に基づくドリフ）ｋ
生じること、（３）誘導雑音を受けやすく雑音が混入し
やすいこと、（４）これらの総合的結果として微小領域
の評価が困難であること力どのためである。
従来、微小領域の比抵抗を評価するには、先端の鋭い１
本あるいは２本の金属針を被測定半導体ウェハの表面に
接触させ一定印加電圧のもとにおける電流から求みてい
た。しかしながら、この従来の方法では、電極としての
金属針を機械的に接触させているだけであるため、接触
圧力、使用にともなう摩耗１表面汚染などのばらつきに
極めて弱く高い再現性が得られないという欠点があった
。
本あるいは２本の金属針を被測定半導体ウェハの表面に
接触させ一定印加電圧のもとにおける電流から求みてい
た。しかしながら、この従来の方法では、電極としての
金属針を機械的に接触させているだけであるため、接触
圧力、使用にともなう摩耗１表面汚染などのばらつきに
極めて弱く高い再現性が得られないという欠点があった
。
本発明は上記欠点を除去し、高い再現性を有する高抵抗
半導体ウェハの評価方法を提供するものである。
半導体ウェハの評価方法を提供するものである。
本発明によれば、高抵抗牛導体ウェハの両面のうち少な
くとも一面は鏡面化した後、該半導体のバンドギャップ
エネルギー近傍のエネルギーを有する光に対し透明な導
電性物質で被覆し、他方の面の一部もしくは全面に対向
電極材料を被着し、両電極間に電圧を印加し、前記エネ
ルギーの光を前記透明電極を通して局所的に照射した時
に流れる電流から照射部分の比抵抗を求めることを特徴
とする高抵抗半導体ウェハ評価方法が得られる。
くとも一面は鏡面化した後、該半導体のバンドギャップ
エネルギー近傍のエネルギーを有する光に対し透明な導
電性物質で被覆し、他方の面の一部もしくは全面に対向
電極材料を被着し、両電極間に電圧を印加し、前記エネ
ルギーの光を前記透明電極を通して局所的に照射した時
に流れる電流から照射部分の比抵抗を求めることを特徴
とする高抵抗半導体ウェハ評価方法が得られる。
次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第１図は本発明の実施に使用する装置の一例のプロ、り
図である。
図である。
被測定試料１は平均比抵抗が２×１ｏ８Ω・ｃｍ。
厚さ４００μｍ、直径３０ｍｍの高抵抗ノンドープＬＥ
Ｃ・ＧａＡｓ ウェハである。このウェハの片面を化
学機械研摩で鏡面加工した後鏡面化学エツチングしその
上に厚さ約０．２μｍのインジウム・・スズ・オキサイ
ド（ＩＴＯ）膜２をスパッタリング法にて全面被着して
透明電極２全形成する。インジウム・スズ・オキサイド
膜はＧａｐｓのバンドギャップエネルギー近傍のエネル
ギーを有する光に対してはほぼ透明であフ、また導電性
全有している。ウェハ裏面には約０．１μｍ の厚さに
金を蒸着して裏面金属電極３を形成する。裏面金属電極
３は必らずしも面全体を被覆している必要はなく、後述
する均一性測定を行なう際大きな誤差を導入しない程度
に一部被覆しない部分を残しても特に問題はない。
Ｃ・ＧａＡｓ ウェハである。このウェハの片面を化
学機械研摩で鏡面加工した後鏡面化学エツチングしその
上に厚さ約０．２μｍのインジウム・・スズ・オキサイ
ド（ＩＴＯ）膜２をスパッタリング法にて全面被着して
透明電極２全形成する。インジウム・スズ・オキサイド
膜はＧａｐｓのバンドギャップエネルギー近傍のエネル
ギーを有する光に対してはほぼ透明であフ、また導電性
全有している。ウェハ裏面には約０．１μｍ の厚さに
金を蒸着して裏面金属電極３を形成する。裏面金属電極
３は必らずしも面全体を被覆している必要はなく、後述
する均一性測定を行なう際大きな誤差を導入しない程度
に一部被覆しない部分を残しても特に問題はない。
ウェハの両面に電極のついた状態で暗箱中に入れ、ある
いは暗室中にて透明電極２全通して半導体ウェハの局所
部分に集光した光ビーム４を照射する。
いは暗室中にて透明電極２全通して半導体ウェハの局所
部分に集光した光ビーム４を照射する。
この時、２つの電極２，３には電源５により電圧を印加
しておく。光源６の照射光はＧａ八へバンドギヤ、プに
相当する光の波長（８７０ｎｍ） よりやや長い波長
の光（９２０ｎｍ）ｆｆｉ用いる。９２０ｎｍの波長以
外の波長を同時に含む光でも補わないが９２０ｎｍ近傍
以外の光は測定上有効には働かない。バンドギャップよ
りやや小さいエネルギーの光（この場合９２００ｍ波長
光）が有効な理由は、吸収係数が太き過ることがなくウ
ェハ奥深くまで光が到達し、かつ電子−正孔対を発生さ
せることもできるからである。これよシ長波長の光では
、充分奥深く到達するが光キャリアを発生させられず、
またこれより短波長の光では光キャリアは充分に発生さ
せられるが吸収係数が大きいため極く表面近傍だけに限
られ、ウェハ厚さ全体を低抵抗化できず、結局充分な光
電流が流れない。
しておく。光源６の照射光はＧａ八へバンドギヤ、プに
相当する光の波長（８７０ｎｍ） よりやや長い波長
の光（９２０ｎｍ）ｆｆｉ用いる。９２０ｎｍの波長以
外の波長を同時に含む光でも補わないが９２０ｎｍ近傍
以外の光は測定上有効には働かない。バンドギャップよ
りやや小さいエネルギーの光（この場合９２００ｍ波長
光）が有効な理由は、吸収係数が太き過ることがなくウ
ェハ奥深くまで光が到達し、かつ電子−正孔対を発生さ
せることもできるからである。これよシ長波長の光では
、充分奥深く到達するが光キャリアを発生させられず、
またこれより短波長の光では光キャリアは充分に発生さ
せられるが吸収係数が大きいため極く表面近傍だけに限
られ、ウェハ厚さ全体を低抵抗化できず、結局充分な光
電流が流れない。
一方、印加電圧は雑音に妨害されない範囲で低い方が有
利である。高抵抗サンプルに高圧をかけると非線形電流
が増大し正しい比抵抗を測定し難くなる。１０〜１０
ｒｋ−ｃｍ 程度の比抵抗でウェハ厚さが５００μｍ
程度の場合１０〜２００Ｖ以下が望ましい。本実施例で
は印加電圧はＩＯＶとし、８７Ｎ比を改善するため入射
光ビームを機械チョッパ７でチョッピングし光照射電流
をロックイン増幅器８で増幅して測定した。照射光強度
？３ｍＸｖ。
利である。高抵抗サンプルに高圧をかけると非線形電流
が増大し正しい比抵抗を測定し難くなる。１０〜１０
ｒｋ−ｃｍ 程度の比抵抗でウェハ厚さが５００μｍ
程度の場合１０〜２００Ｖ以下が望ましい。本実施例で
は印加電圧はＩＯＶとし、８７Ｎ比を改善するため入射
光ビームを機械チョッパ７でチョッピングし光照射電流
をロックイン増幅器８で増幅して測定した。照射光強度
？３ｍＸｖ。
５−
照射ビーム径を、ウニ凸表面で１００μｍとした。
光強度は試料が加熱されない範囲で大きいことが望まし
い。この時流れる電流はウニ凸表面の位置によって異な
り、ウェハ直径の方向に光ビーム全走査する（実際には
光ビームは固定しウェハ全移動）とウェハ内比抵抗不均
−性を反映して光照射電流も増減する。
い。この時流れる電流はウニ凸表面の位置によって異な
り、ウェハ直径の方向に光ビーム全走査する（実際には
光ビームは固定しウェハ全移動）とウェハ内比抵抗不均
−性を反映して光照射電流も増減する。
第２図は本発明’ｋＧａＡｓ ウェハに実施したとき
の光照射電流の分布の一例を示す曲線図である。
の光照射電流の分布の一例を示す曲線図である。
第２図に示されるように、ウェハ中心からの距離に対し
て光照射電流は１０〜２０μＡの変動が認められる。比
抵抗が精密に測定されていて均一性が良いことが確めら
れている標準ウェハについて、同様の測定全行い、光照
射電流と比抵抗との関係の較正データを求める。この較
正データから１２μＡの光電流が約１×１００・ｃｍの
比抵抗に対応し、この近くの範囲では、光照射電流は比
抵抗に逆比例することが判っている。従って、第２図に
示す光照射電流の変動はそのまま場所による比抵抗のば
らつきを反映している。また、比抵抗変動は１００６− 〜３００μｍ以下のミクロなスケールで存在しているこ
とが判り、その変動幅は２×１０７〜５ｘ１０唱・可の
範囲に拡がっていることが判る。光照射の走査を別の位
１１７ｍずらして繰返していけば、ウエノ１全面の比抵
抗の不均一性を求めることができる。
て光照射電流は１０〜２０μＡの変動が認められる。比
抵抗が精密に測定されていて均一性が良いことが確めら
れている標準ウェハについて、同様の測定全行い、光照
射電流と比抵抗との関係の較正データを求める。この較
正データから１２μＡの光電流が約１×１００・ｃｍの
比抵抗に対応し、この近くの範囲では、光照射電流は比
抵抗に逆比例することが判っている。従って、第２図に
示す光照射電流の変動はそのまま場所による比抵抗のば
らつきを反映している。また、比抵抗変動は１００６− 〜３００μｍ以下のミクロなスケールで存在しているこ
とが判り、その変動幅は２×１０７〜５ｘ１０唱・可の
範囲に拡がっていることが判る。光照射の走査を別の位
１１７ｍずらして繰返していけば、ウエノ１全面の比抵
抗の不均一性を求めることができる。
第３図は本発明をＩｎＰ ウェノＡに実施したときの光
照射電流の分布の一例を示す曲線図である。
照射電流の分布の一例を示す曲線図である。
被測定ＩｎＰウェハはＦｅ でドープされ、平均比抵
抗６Ｘ１０７Ω・ｃｍを有する高抵抗のウエノ％＋で、
厚さ４００μｍ、直径２０ ｍｍ のウエノ１である。
抗６Ｘ１０７Ω・ｃｍを有する高抵抗のウエノ％＋で、
厚さ４００μｍ、直径２０ ｍｍ のウエノ１である。
暇射光は波長９９Ｑｎｍ、強度５ｍＷ、 光ビーム径
２００μｍとし、印加電圧８０Ｖとした。測定電流は平
均的には７μＮであり、第２図で説明したＧａｐｓウェ
ハでの測定結果と同様に％ １００〜３００μｍスケー
ルでの比抵抗不均一が認められた。測定電流の変動は５
〜７０μＡであり、比抵抗が１桁以上変動していること
が判る。
２００μｍとし、印加電圧８０Ｖとした。測定電流は平
均的には７μＮであり、第２図で説明したＧａｐｓウェ
ハでの測定結果と同様に％ １００〜３００μｍスケー
ルでの比抵抗不均一が認められた。測定電流の変動は５
〜７０μＡであり、比抵抗が１桁以上変動していること
が判る。
以上説明したように、被測定試料に対応した波長の元ビ
ームを用いることによって従来法に比べ再現性の良い測
定が可能となった。これは、測定表面が透明電極で被覆
され、空気と接触していないため、汚れや酸化に強いこ
と、また光ビームの直径の管理が容易であることなどの
ためである。
ームを用いることによって従来法に比べ再現性の良い測
定が可能となった。これは、測定表面が透明電極で被覆
され、空気と接触していないため、汚れや酸化に強いこ
と、また光ビームの直径の管理が容易であることなどの
ためである。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、高い再現
性を有する高抵抗半導体ウェー・の評価方法が得られる
のでその効果は太きい。
性を有する高抵抗半導体ウェー・の評価方法が得られる
のでその効果は太きい。
第１図は本発明の実施に使用する装置の一例のブロック
図、第２図は本発明ｆ Ｇ ａ Ａ Ｓウェハに実施し
たときの光照射電流の分布の一例を示す曲線図、第３図
は本発明をＩｎＰウェハに実施したときの光照射電流の
一例を示す曲線図である。 １・・・・・・被測定ウェハ、２・・・・・・透明電極
、３・・・・・・裏面金属電極、４・・・・・・元ビー
ム、訃・・・・・電源、６・・・・・・光源、７・・・
・・・チョッパ、８・・・・・・ロックイン増幅器。 第１図 −Ｉ５ Ｑ
＋Ｉ’；ウェハ中・乙＋ｊ５−
らの距離（−−）ラエへ中心からの距離（ｍｍ） 第３図
図、第２図は本発明ｆ Ｇ ａ Ａ Ｓウェハに実施し
たときの光照射電流の分布の一例を示す曲線図、第３図
は本発明をＩｎＰウェハに実施したときの光照射電流の
一例を示す曲線図である。 １・・・・・・被測定ウェハ、２・・・・・・透明電極
、３・・・・・・裏面金属電極、４・・・・・・元ビー
ム、訃・・・・・電源、６・・・・・・光源、７・・・
・・・チョッパ、８・・・・・・ロックイン増幅器。 第１図 −Ｉ５ Ｑ
＋Ｉ’；ウェハ中・乙＋ｊ５−
らの距離（−−）ラエへ中心からの距離（ｍｍ） 第３図
Claims (1)
- 高抵抗半導体ウェハの両面のうち少なくとも一面は鏡面
化した後、該半導体のバンドギャップエネルギー近傍の
エネルギーを有する光に対し透明な導電性物質で被覆し
、他方の面の一部もしくは全面に対向電極材料を被着し
、両電極間に電圧を印加し、前記エネルギーの光を前記
透明電極を通して局所的に照射した時に流れる電流から
照射Ｂ１５分の比抵抗を求めることを特徴とする高抵抗
半導体ウェハの評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57193173A JPS5982740A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 高抵抗半導体ウエハの評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57193173A JPS5982740A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 高抵抗半導体ウエハの評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5982740A true JPS5982740A (ja) | 1984-05-12 |
Family
ID=16303509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57193173A Pending JPS5982740A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 高抵抗半導体ウエハの評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5982740A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04127553A (ja) * | 1990-09-19 | 1992-04-28 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハの成長層の抵抗率測定方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56155543A (en) * | 1981-04-08 | 1981-12-01 | Hitachi Ltd | Measuring device for semiconductor characteristic |
-
1982
- 1982-11-02 JP JP57193173A patent/JPS5982740A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56155543A (en) * | 1981-04-08 | 1981-12-01 | Hitachi Ltd | Measuring device for semiconductor characteristic |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04127553A (ja) * | 1990-09-19 | 1992-04-28 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハの成長層の抵抗率測定方法 |
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